Giáo trình Trắc địa cơ sở (Phần I)

Đ i họ c t há i ng uyê n Tr n g Đ i h ọ c Nô n g l âm - Th.S Vũ Thị Thanh Thuỷ - chủ biên Th.S Lê Văn Thơ, Th.S Phan Đình Binh, Kỹ sư Nguyễn Ngọc Anh Giáo trình Trắc địa sở (phần I) Thái Nguyên, năm 2007 Lời nói đầu Trắc địa môn khoa học nghiên cứu hình dạng kích thước Quả đất, phép đo đạc mặt đất để thành lập loại đồ giải đề kỹ thuật khác Trắc địa có vai trò quan trọng kinh tế quốc dân quốc phòng xây dựng bản, thành lập loại đồ phục vụ cho nhiều lĩnh vực có công tác quản lý nhà nước đất đai Vì vậy, Trắc địa môn khoa học cần thiết trình đào tạo kỹ sư ngành Quản lý đất đai số chuyên ngành khác Giáo trình: Trắc địa sở (phần I) tập thể tác giả Bộ môn Trắc địa đồ khoa Tài nguyên Môi trường - trường Đại học Nông lâm Thái Nguyên biên soạn với chương giới thiệu vấn đề: - Những kiến thức trắc địa - Lý thuyết sai số đo - Đo yếu tố - Giới thiệu hệ thống định vị toàn cầu GPS Trong đó: Th.S Vũ Thị Thanh Thuỷ - chủ biên biên soạn chương III, IV V Th.S Lê Văn Thơ biên soạn mở đầu, chương I II Th.S Phan Đình Binh biên soạn chương VII K.S Nguyễn Ngọc Anh biên soạn chương VI Trong trình biên soạn, đà cố gắng trình bày vấn đề cách rõ ràng, ngắn gọn, nhiên tránh khỏi thiếu sót Rất mong nhận ý kiến đóng góp độc giả Xin chân thành cám ơn! Nhóm tác giả Mở đầu 1.1 Đối tượng nhiệm vụ trắc địa * Định nghĩa Trắc địa ngành khoa học Trái đất, chuyên nghiên cứu phương pháp đo đạc mặt đất phương pháp xử lý kết đo đạc để xác định hình dạng kích thước Trái đất cung cấp sở trắc địa cho đo vẽ, lập đồ * Đối tượng Đối tượng trắc địa toàn bề mặt tự nhiên Trái đất vùng rộng lớn Trái đất ta nhìn từ xa (từ vệ tinh nhân tạo, từ mặt trăng) * Nhiệm vụ Trắc địa có ba hướng chính, đồng thời ba ngành lớn khoa học trắc địa Trắc địa cao cấp Nghiên cứu phương pháp đo xác yếu tố bề mặt trái đất, xử lý kết đo đạc để xác định hình dạng, kích thước Trái đất xác định toạ độ điểm, lập mạng lưới khống chế trắc địa cấp làm sở cho đo vẽ lập đồ địa hình Trắc địa phổ thông Trắc địa phổ thông có nhiệm vụ nghiên cứu phương pháp đo vẽ bề mặt Trái đất vùng Kết đồ địa hình mặt cắt dùng để phục vụ công tác điều tra, xây dựng quốc phòng Trắc địa công trình Nghiên cứu việc khảo sát, tham gia thiết kế, thi công công trình, quan sát độ lún, biến dạng công trình 1.2 Vai trò trắc địa đời sống xà hội Trắc địa ngành điều tra bản, cung cấp tài liệu cho hầu hết ngành kinh tế quốc dân quốc phòng Các số liệu trắc địa đóng vai trò quan trọng công tác nghiên cứu ngành khoa học trái đất Bản đồ địa hình, đồ địa loại đồ chuyên đề tài liệu thiếu ngành kinh tế, kỹ thuật quản lý Nhà nước Đối với lĩnh vực an ninh, quốc phòng, đồ địa hình tài liệu quan trọng việc lập kế hoạch chØ huy t¸c chiÕn Chóng ta cã thĨ thÊy râ vai trò đặc biệt trắc địa qua giai đoạn thực công trình xây dựng công trình thuỷ điện, thuỷ lợi, công trình cầu đường, khu công nghiệp, khu dân cư Trắc địa có liên quan chặt chẽ với nhiều ngành khoa học toán học, vật lý học, tin học, địa chất, địa mạo, địa lý nhiều ngành kỹ thuật khác Mối quan hệ thường có tính chất hai chiều thúc đẩy hỗ trợ phát triển Toán học cung cấp cho trắc địa phương pháp xây dựng thuật toán để giải toán trắc địa mặt cầu mặt quy chiếu toạ độ phẳng Toán học cung cấp công cụ để nghiên cứu xử lý kết đo đánh giá độ xác số liệu trắc địa thu Vật lý học giúp trắc địa giải vấn đề xây dựng mô hình trọng trường trái đất, mô hình vật lý bầu khí bao quanh trái đất Vật lý học cung cấp cho trắc địa nguyên lý chế tạo máy móc đo đạc quang học, đo đạc điện tử, máy chụp ảnh, đo ảnh Khoa học địa chất, địa mạo giúp nhà trắc địa hiểu rõ chất đất đai, quy luật địa mạo, địa hình Địa lý học nghiên cứu chất tượng tự nhiên, kinh tÕ - x· héi, ngn gèc cđa chóng, nh÷ng mèi quan hệ tương quan phân bố chúng mặt đất Đó sở để phản ánh đắn đối tượng tượng đồ Sự phát triển điện tử - tin học máy tính kỹ thuật số đà đem lại khả tự động hoá cao cho trắc địa đồ Các máy móc thiết bị đại ngày sử dụng rộng rÃi máy kinh vĩ điện tử (Digital Theodolite - DT), máy đo dài điện tử (Electronic Distance Measuring - DEM), công nghệ định vị toàn cầu (Global Positioning System - GPS), công nghệ đo ảnh viễn thám (Photorgrametry and Remote Sensing - PRS), hệ thống thông tin địa lý (Geographic Information System - GIS) Máy tính phần mềm chuyên dụng đà giúp ngành Trắc địa xử lý nhanh chóng xác toàn số liệu, thành lập lưu trữ đồ dạng số, tạo điều kiện thuận lợi để tích hợp sử dụng hợp lý thông tin 1.3 Lịch sử phát triển ngành trắc địa Sự đời phát triển trắc địa gắn liền với phát triển xà hội loài người Ngày đà biết rõ lịch sử phát triển trắc địa thông qua tư liệu khảo cổ - Vào khoảng ba nghìn năm trước công nguyên, việc phân chia chiếm hữu đất đai Ai Cập đà hình thành Hàng năm sau trận lũ sông Nin đà xóa bỏ ranh giới ruộng nương hai bên bờ sông Khi nước rút, người phải dùng kiến thức sơ đẳng hình học để đo đạc, phân chia lại đất đai - Vào khoảng 2200 năm trước công nguyên, người Trung Quốc đà vẽ đồ đá mài nhẵn, chứng tỏ người cổ xưa đà có kinh nghiệm sử dụng đồ địa hình - Người Hy Lạp người nghiên cứu hình thể Trái đất cho có dạng hình cầu - Thế kỷ thứ trước Công nguyên, nhà thiên văn học Eratosten đà đo độ dài kinh tuyến trái đất vẽ đồ giới có sư dơng l­íi chiÕu chia ®é - ThÕ kû thø XVI, nhà toán học Mekator đà tìm phương pháp chiếu để vẽ đồ - Thế kỷ thứ XVIII, hai nhà bác học người Pháp Dalambert Machain đà đo xác chiều dài kinh tuyến qua Pari tính từ xích đạo đến cực Bắc trái đất Chiều dài đặt 10.000.000 mét Trên sở kết này, năm 1971 tổ chức đo lường quốc tế chọn Mét đơn vị đo dài quốc tÕ (1 mÐt = 1: 50.000.000 chiỊu dµi kinh tun qua Pari) Sau nhiều nhà trắc địa giới đà xác định Elipxoid trái đất Bessel (1851), Everest (1830), Helmert (1906), nhiều nước ®ang dïng WGS (1984) Trong cc sèng cđa n­íc ViƯt cổ, kiến thức trắc địa áp dụng sớm - Nhà nước Âu lạc xây dựng thành Cổ Loa xoáy chôn ốc, công trình kiến thức phức tạp chứng tỏ người Việt cổ lúc đà có kiến thức trắc địa - Năm 1467, vua Lê Thánh Tông đà cho người khảo sát núi sông đến năm 1469 đà vẽ đồ toàn lÃnh thổ nước ta, đồ nước Đại Việt thời Hồng Đức Ngày nay, với phát triển không ngừng ngành sản xuất xà hội, ngành trắc địa nước ta đà có bước tiến dài, phục vụ đắc lực khắp lĩnh vực: giao thông, thuỷ lợi, xây dựng, nông lâm nghiệp, thăm dò địa chất, khai thác mỏ Đặc biệt nay, ngành Trắc địa - Bản đồ Việt Nam đà triển khai công tác nghiên cứu ứng dụng khoa học Trắc địa - Bản đồ xây dựng lưới toạ độ, độ cao cấp Nhà nước, thành lập loại đồ địa hình, địa đồ chuyên đề phục vụ điều tra bản, quản lý, xây dựng bảo vệ đất nước Ch n g I Nh ữ n g k iến t h ứ c c b ả n v ề t r ắc địa 1.1 Các đơn vị đo dùng trắc địa Trong trắc địa thường phải đo đại lượng hình học chiều dài, góc bằng, góc đứng, đại lượng vật lý gia tốc trọng trường, yếu tố khí tượng thuỷ văn Trong mục ta tìm hiểu đơn vị đo chiều dài đo góc 1.1.1 Đơn vị đo chiều dài Năm 1790 nhà Khoa học người Pháp đà đo đường kinh tuyến Trái đất nêu chuẩn độ dài phần mười triệu đoạn đường kinh tuyến từ xích đạo qua Paris đến Bắc cực gọi ''mét'' Căn vào độ dài ®ã ng­êi ta dïng platin chÕ t¹o chiÕc th­íc dài mét chuẩn Năm 1889, Hội nghị Cân đo Quốc tế đà thức thông qua "chuẩn gốc quốc tế" mét Đó hợp kim platin - iridi tiết diện hình chữ X, có độ dài phần bốn mươi triệu đường kinh tuyến Trái đất Bản "gốc" cất giữ Viện Cân đo Quốc tế Paris Các mét tiêu chuẩn nước làm phải định kỳ kiểm tra Paris Từ sau kỷ 19, độ xác thước chuẩn hợp kim platin - iridi không đáp ứng yêu cầu đo lường phần tử vô nhỏ, năm 1960 đơn vị đo dài đà chuyển sang dạng đơn vị khác bước sóng ánh sáng: mét lµ chiỊu dµi b»ng 1650763,73 chiỊu dµi cđa b­íc sãng xạ chân không nguyên tử Kripton - 86, tương đương với quỹ đạo chuyển dời điện tử tương đương với mức lượng 2P10 2P5 + mÐt (m) = 10 decimet (dm) = 102 centimet (cm) = 103 milimet (mm) = 106 micromet (m) = 109 nanomet (Nn) + Đơn vị đo diện tích thực địa thường dùng mét vuông (m2), kilomet vu«ng (km2), hecta (ha) 1km2 = 106m2 = 100 , 1ha = 104m2 + Đơn vị đo diện tích đồ thường cm2, mm2 1.1.2 Đơn vị đo góc Độ: ký hiệu (0) góc tâm đường tròn chắn cung tròn có chiều dài 1/360 chu vi hình tròn, ®é chia thµnh 60 phót, chia thµnh 60 giây ký hiệu (0, ', ") Ví dụ: góc A viết A = 70030'12 Tuy nhiên góc viết độ, phút phần m­êi VÝ dơ gãc A cã thĨ viÕt lµ: A = 70030’2 Radian: ký hiƯu lµ (rad) rad = p = 3600: 2 = 570,3 Grad: ký hiƯu lµ gr gr chia thµnh 100 phút gr (miligrad), phút gr chia thành 100 giây gr (decimiligrad), ký hiệu tương ứng là: c, cc Ví dụ: góc B = 150G12c30cc Quan hệ đơn vị góc tròn = 2rad = 3600 = 400gr 10 = 0,01745 Rad = 10/9 gr gr = 0,1571 Rad = 00,9 Để dễ dàng chuyển đổi cung tròn từ đơn vị dài sang đơn vị góc ngược lại, người ta dùng hệ số chuyển đổi  0 = 570,3 ’ = 3.438’; ’’ = 206.265’’ 1.2 Hệ quy chiếu trắc địa 1.2.1 Hệ quy chiếu độ cao Geoid đất Bề mặt Quả đất đối tượng nghiên cứu khoa học trắc địa Bề mặt Quả đất có diện tích khoảng 510.575.103 km2, diện tích Đại dương chiếm gần 71,8%, lục địa chiếm 28,2% Chỗ sâu Đại dương (vực Marian) có độ sâu (-11032 m); ®Ønh nói cao nhÊt (®Ønh Everest) lµ 8882 m KĨ từ đỉnh núi cao tới đáy biển sâu nhất, chênh lệch độ cao khoảng 20 km Nhưng so sánh với đường kính Trái đất chênh lệch không đáng kể: đường kính Trái đất d 12.000 km, tû sè 20 : 12.000 = 1/ 600 cho phép ta hình dung cầu có đường kính d = 600 mm độ lồi lõm là1 mm Vì coi bề mặt Quả đất bề mặt cong nhẵn Vì vậy, xem trái đất bao bọc bề mặt nước biển trung bình yên tĩnh kéo dài xuyên qua lục địa hải đảo tạo thành mặt cong khép kín gọi mặt thuỷ chuẩn Mặt thuỷ chuẩn trùng với mực nước biển yên tĩnh trung bình gọi mặt thuỷ chuẩn gốc hay mặt Geoid - Tại điểm mặt thuỷ chuẩn, phương pháp tuyến trùng với phương dây dọi - Trong trắc địa mặt thuỷ chuẩn dùng làm mặt chiếu đo vẽ đồ, đồng thời dùng làm mặt chuẩn so sánh độ cao điểm mặt đất Mỗi quốc gia quy ước mặt thuỷ chuẩn có độ cao 0,00 mét quốc gia mình, gọi mặt thuỷ chuẩn gốc Việt Nam lấy mặt nước biển trung bình nhiều năm trạm Nghiệm triều đảo Hòn Dấu - Đồ Sơn - Hải Phòng làm mặt thuỷ chuẩn gốc Độ cao tuyệt đối độ cao tương đối * Độ cao tuyệt đối Thông thường mặt đất không phẳng Độ lồi lõm mặt đất đặc trưng độ cao điểm Người ta gọi khoảng cách theo phương dây dọi từ điểm đến mặt thuỷ chuẩn lấy làm gốc độ cao điểm Độ cao tuyệt đối điểm khoảng cách tính từ điểm theo phương dây dọi tới mặt thuỷ chuẩn gốc * Độ cao tương đối Độ cao tương đối điểm khoảng cách tính từ điểm theo phương dây dọi tới mặt thuỷ chuẩn giả định C B H'C A HB HA MTC giả định MTC gốc Hình 1.1: Độ cao tuyệt đối độ cao tương đối Trên hình 1.1: Độ cao tuyệt đối điểm A ký hiệu HA Độ cao tương đối điểm C ký hiệu Hc 1.2.2 Hệ quy chiếu toạ độ Elipsoid đất Để xác định mặt thuỷ chuẩn, người ta phải xác định phương dây dọi điểm khác Phương dây dọi phụ thuộc vào phân bổ vật chất lòng Quả đất nên thường quy luật Do vậy, mặt thuỷ chuẩn xác định theo cách gần với mặt đất tự nhiên mặt không biểu diễn phương trình toán học Để biểu diễn mặt đất tự nhiên người ta chiếu điểm lên mặt lý thuyết nghĩa mặt lý thuyết xác định phương trình toán học Mặt cần đáp ứng hai yêu cầu bản: - Biểu diễn phương trình toán học; - Gần với mặt đất tự nhiên Qua nghiên cứu người ta thấy bề mặt đất tự nhiên tương ứng với hình thể hình Elip quay quanh trục ngắn (hình 1.2) Trong hình học có tên Elip tròn xoay (Elipsoid) Trong đó: a: bán trục lớn; b: bán trục nhỏ, trùng với trục quay PP Quả đất p Mặt cầu Mặt đất tự nhiên b a 1 Elipsoid p H×nh 1.2: Elipsoid đất Trị số bán trục a b nhiều nhà khoa học giới nghiên cứu xác định với kết gần giống (bảng 1.1) Bảng 1.1: Kích thước hình Elip tròn xoay nhà khoa học xác định Tác giả Delambre Bessel Clark Gdanov Hayford Năm a (m) b (m)  1800 1841 1880 1893 1909 6375653 6377397 6378249 6377717 6378388 6356564 6356079 6356515 6356433 6356912 1:344,0 1:299,2 1:293,5 1:299,6 1:297,0 Kraxopski WGS -84 1946 1984 6378245 6378137 6356863 6356752 1:298,3 1:298,2 Độ dẹt Trái đất ký hiệu , biểu thị công thức: a b a Từ năm 1954 đến 2000, Việt Nam sử dụng kích thước Nhà khoa học Kraxopski đưa năm 1946 với: a = 6.378.245 m b = 6.356.863 m  = 1/298,3 Ngµy 12/7/2000, Thđ t­íng ChÝnh phủ Quyết định sử dụng hệ quy chiếu Hệ toạ độ Quốc gia VN - 2000 Ngày 22/ 06/ 2001, theo Quyết định Tổng cục trưởng Tổng cục Địa việc chuyển đổi hệ toạ độ cị tõ HN - 72 sang VN - 2000 th× Việt Nam kích thước Elipsoid tính theo Elipsoid WGS - 84 (World Geodesis System 1984) toàn cầu với kÝch th­íc: a = 6.378.137,000  = 1: 298,257223563 Trong trắc địa phổ thông độ dẹt bé nên coi Quả đất có dạng hình cầu có bán kính 6371 km 1.3 hệ tọa độ dùng trắc địa 1.3.1 Hệ toạ độ địa lý Hệ toạ độ địa lý Quả đất tạo nên mặt phẳng xích đạo mặt phẳng kinh tuyến gốc - Mặt phẳng kinh tuyến mặt phẳng chứa trục quay Quả đất - Mặt phẳng kinh tuyến gốc mặt phẳng kinh tuyến qua đài thiên văn Grenuyt (thủ đô Luân Đôn nước Anh) - Kinh tuyến giao tuyến mặt phẳng kinh tuyến với bề mặt Quả đất, tính từ cực Bắc đến cực Nam Kinh tuyến gốc kinh tuyến qua đài thiên văn Grenuyt (thủ đô Luân Đôn nước Anh) Kinh tuyến gốc P - Mặt phẳng vĩ tuyến mặt phẳng vuông góc với trục quay Quả đất A G - Mặt phẳng xích đạo mặt phẳng vĩ tuyến chứa tâm Quả đất o - Vĩ tuyến giao tuyến mặt phẳng vĩ tuyến bề mặt Quả đất A1 G1 - Xích đạo vĩ tuyến chứa tâm Quả đất Xích đạo có độ dài lớn Xích đạo 10 P Hình 1.3 Hệ toạ độ địa lý Vào WAYPOINT \ ENTER \ By name \ ENTER vµ dïng phÝm ROCKER để chọn điểm cần xem, sau chọn tên điểm xong nhấn ENTER xuất hình chứa tên điểm, toạ độ, độ cao sau: Trong : Location: toạ độ điểm đà lưu Elevation: độ cao điểm Delete: lệnh xoá Goto: lệnh dẫn đường, máy cung cấp cự ly góc phương vị tới điểm Map: hiển thị vị trí điểm đồ Xoá liệu nhớ Máy lưu nhớ 500 điểm, nhớ đầy tiến hành xoá bớt điểm cũ Có hai cách để xoá, xoá điểm xoá lần tất điểm, tiến hành thao tác sau: (1) Xoá điểm Nhấn phím FIND lần, vào WAYPOINTS \ ENTER \ By name \ ENTER \ nhÊn phÝm QUIT \ chọn tên điểm muốn xoá \ ENTER \ DELETE \ ENTER\ chän Yes \ ENTER, xo¸ xong (2) Xo¸ tÊt điểm Nhấn phím FIND lần, vào WAYPOINTS \ ENTER \ By name \ ENTER \ nhÊn phÝm QUIT \ nhấn phím MENU lần \ vào DELETE ALL \ ENTER\ chọn Yes \ ENTER, tất điểm đà bị xoá Đo hệ thống đường Trong máy GPS có chế độ Track Log, chế ®é m¸y thu theo chÕ ®é tù 128 ®éng, chØ không thu đưa máy chế độ tắt (Off) Có chế độ đo: (1) chế độ tự động: nhà sản xuất máy đà cài đặt sẵn đặc điểm nét vẽ, khoảng cách điểm đường vẽ (2) chế độ người sử dụng cài đặt (phụ thuộc vào tính chất công việc, độ xác theo yêu cầu) Để cài đặt chế độ người sử dụng thực thao tác sau: Nhấn MENU lần \ TRACK \ ENTER \ MENU \ chän Setup Track Log \ ENTER, vào Record Inteval \ ENTER , Xuất hộp thoại Người sử dụng cần phải cài đặt thông số mục sau: - Distance: máy chấm điểm theo khoảng cách người sử dụng cài đặt, giá trị khoảng cách hiệu chỉnh phần Value Khi chọn cách cần lưu ý sau: giá trị chọn lớn kết đo không xác, chọn giá trị nhỏ kết đo tốt dung lượng nhớ nhanh đầy Do tuỳ theo công việc địa hình để chọn giá trị thích hợp cho công việc Thông thường để đo hệ thống đường miền núi, đường lâm nghiệp đặt khoảng cách = 0,01 km hay 10 m máy chấm điểm, với khoảng cách đoạn cong thể tương đối rõ - Time: cách chọn khoảng thời gian định cho máy chấm điểm, cách ta ý đến tốc ®é di chun ®Ĩ chän kho¶ng thêi gian cho phï hợp - Chọn Auto: cách thường sử dụng, máy tự động chấm điểm theo mặc định nhà sản xuất Wrap When Full: * Lưu ý: Không nªn chän ( ) Wrap When Full Khi Wrap When Full chọn, dung lượng ghi bị đầy máy tự động ghi xoá phần đầu liệu Track Log cũ Khi bắt đầu vào hệ thống đường cần đo mở máy, chờ khoảng phút cho máy hoạt động ổn định, sau ®ã míi di chun ®Ĩ ®o hƯ thèng ®­êng Sau kết thúc đo hệ thống đường phải tắt track log 7.5.5 Chuyển tải liệu từ máy đinh vị sang máy tính (GPS PC) Sử dụng phần mềm Garfile Sử dụng phần mềm Garfile để tải số liệu đo từ GPS vào máy tính, bước tiến hành sau: (1) Nối máy GPS với máy tính cáp máy GPS cầm tay (2) Khởi động GPS (3) Khởi động chương trình Garfile, xuất hình 129 a Tải tọa độ điểm - Bấm vµo Object Type, lùa chän mơc Point/Symbol - BÊm vµo Download Waypoints, xuất cửa sổ: - Vào tên file, th­ mơc vµ bÊm Save, xt hiƯn cưa sỉ: - Bấm No, xuất cửa sổ thông báo kết tải tọa độ điểm, lúc việc tải số liệu từ GPS sang máy tính đà hoàn tất 130 b Tải số liệu hệ thống đường Để tải số liệu hệ thống đường, cách làm tương tự điểm, có điểm khác biƯt nhÊt ë mơc Object Type, lùa chän mơc Line/Polyline Sư dơng phÇn mỊm Mapsource a CÀI ĐẶT PHẦN MỀM MapSource v.3.00 Cài đặt từđóa CD : Cho đóa cài đặt vào ổCD, đóa tự khởi động Auto run xuất hình Hình Nhấp chuột vào dòng chữInstall Trip & Waypoint Manager đểtiến hành cài đặt cho phần mềm MapSource 3.0 Hoặc tiến hành theo bước sau: - Vào Start\Run , chọn Browse (hoặc mởWindows Explorer) - Chọn ổđóa CD, chọn Setup.exe , chọn Open, nhấp OK - Chọn Next, chọn Yes, chọn Finish Hình 2: Biểu tượng MapSource 131 b CÀI ĐẶT ĐỢN VỊ< THƠNG SỐ PHẦN MỀM MapSource v.3.00 Sau cài xong phần mềm MapSource tiến hành chọn đơn vị vàhiệu chỉnh tham sốphùhợp với hệtoạ độđang dùng, tiến hành sau: - Chọn đường dẫn từthanh menu chính: Edit \ Preferences xuất hộp thoại, chọn đơn vịnhư hình Hình - Đặt tham sốcho hệtoạ độ(Position) cách nhấp chuột vào Position, ởôGrid chọn lưới chiếu(VN2000=UTM), ởôDatum chọn User Defined Datum, sau đónháy chuột vào Properties xuất hộp thoại Hình Hình làtham sốcủa hệtoạ độVN2000, dùng đồloại khác 132 điều chỉnh tham sốcho phùhợp(Như cài đặt cho máy định vị GPSmap 60CSx), sau đónhấn OK \ Apply \OK c Chuyển dữliệu từmá y định vị vào má y vi tính phần mềm MapSource Nối dây má y định vị vàmá y vi tính : Hình Hình - Gắn đầu dây vào máy định vịqua cổng phía sau máy (H 5) - Nối đầu dây lại vào máy vi tính qua cổng com PC (H.6) - Mởmáy định vịbằng cách nhấn giữnút Power máy định vị Khở i động phần mềm MapSource : - Nhấp đúp vào biểu tượng MapSource hình Destop : - Hoặc vào Start\Program\MapSource Hình Màn hình củ a MapSource (World Map) 133 Thanh tiêu đềchính hình MapSource Thanh ngăn cách vùng sốliệu vàbản đồ Vùng sốliệu Vùng hiển thịbản đồ Thanh hiển thị giátrị thuộc tính hình đồnhư: Đối tượng lựa chọn, hệ toạ độ, vị trí toạ độ trỏ, chu vi diện tích vùng(region) Hình Màn hình củ a MapSource (No Map) - Tại hình MapSource, cóthểchọn thểhiện đồthếgiới chỉthểhiện hệthống lưới ôvuông, cách chọn World Map No Map Menu tùy chọn mục View\ Switch To Product\ NoMap, Trip and Waypoint ManagerV3 (như hình 8) Chuyển dữliệu từmá y định vị vào MapSource : - Chọn Transfer\ Receive From Device(H.9) : (hoặc nhấp vào biểu tượng cóhình máy định vị 134 menu), hiển thịhộp thoại (H 10): H×nh H×nh 10 Tại hộp thoại Receive From Device(H.11): Đánh dấu tuỳ chọn WayPoints, Tracks, Maps vàRouts xong nhấp vào Receive Nếu quátrình chuyển tải dữliệu hoàn thành, chọn mục Tracks (hình 11) mục WayPoints (hình 10) hình MapSource ta thấy danh sách tên điểm tên hành trình đãlưu từmáy định vị chuyển sang, vàmàn hình đồcũng xuất điểm vàvết vẽ(track Log) hành trình đó: Hình 11 Màn hình thểhiện cá c điểm toạđộ(WayPoints) 135 Hình 12 Màn hình thểhiện vệt hành trình (Tracks) Khi ta tập hợp tất cảcác điểm nằm đường chu vi lôđất vào Route máy sẽtự động nối điểm thành hình khép kín, sau đóchọn tên Route đóđểtải vềmáy tính hình Hình 13 Màn hình phần mềm MapSource cho phép bạn xoáhoặc tạo 136 Route, Waypoint, Track Log vàtiến hành biên tập thành vẽtheo ý muốn Lưu liệu vào má y vi tính : Dữliệu đưa vào máy vi tính cần lưu trữlại đểsửdụng sau (sau lưu trữvào đóa cứng máy vi tính ta cóthểyên tâm xoánóđi máy định vịđểgiải phóng bộnhớ) : Chọn File\Save as Hình 14: Lưu dữliệu vào MapSource Chọn đường dẫn đểlưu khung Save in , vàđặt tên tập tin lưu trữtrong khung File name , chọn phần mởrộng cho tập tin là.mps , nhấp nút Save : Mởdữliệu gốc : Dữliệu lưu cóphần mởrộng mps làsốliệu gốc chỉcóthể mởvới phần mềm MapSource Sau cần sửdụng đến ta mởra đểlàm việc : - Trên hình MapSource, chọn File\ Open…hoặc nhấp vào biểu tượng Open đểmởtập tin dữliệu đãlưu : Dữliệu gốc sau mởlại phần mềm MapSource sẽgiống liệu chuyển từmáy định vịsang PC * Trường hợp muốn chuyển dữliệu ngược lại từPC sang máy định vị GPS sau mở(Open) tập tin *.mps (như trên) : - Vào Transfer \ Sen To Device … nhấp trỏchuột vào biểu tượng 137 Hình 15 - Đánh dấu chọn vào ô WayPoints vàTracks, xong nhấp vào Find Device( máy tựdòtìm cổng kết nối từmáy định vị qua máy vi tính), nhấp Send Máy bắt đầu quátrình chuyển tải dữliệu từmáy PC sang máy định vị Nếu đánh dấu chọn ôTurn Off GPS After each Transfer, sau chuyển xong dữliệu máy định vị sẽtựđộng tắt Kết xuất dữliệu trung gian : Đểcóthểxửlýđược sốliệu thông tin địa lýdo máy định vị thu thập phần mềm MapInfo, sau chuyển dữliệu từmáy định vị GPS vào máy vi tính qua phần mềm MapSource, ta phải kết xuất thành dữliệu trung gian với tập tin cóphần mởrộng là.DXF , thực sau : - Vào File\ Save as vàchọn đuôi DXF \ nhấn Save Tµ i l iƯu t h a m k h ¶ o 138 Ban quản lý dự án WB3 Trung ương (2007), Hướng dẫn sử dụng máy định vị GAMIN V, Hà Nội Cục đo đạc đồ Nhà nước (1990), Quy phạm đo vẽ đồ địa h×nh tû lƯ 1:500, 1: 1.000, 1: 2.000, 1: 5.000, (phần trời), NXB Bản đồ, Hà Nội Phạm Văn Chuyên (1996) Trắc địa xây dựng Nhà xuất Giáo dục, Hà Nội Phạm Văn Chuyên (2003) Hướng dẫn giải tập trắc địa đại cương Nhà xuất Xây Dựng, Hà Nội Hoàng Ngọc Đường, Đặng Nam Chinh (2003), Trắc địa cao cấp Nxb Giao thông vận tải, Hà Nội Hoàng Ngọc Hà (1999) Cơ sở xử lý số liệu trắc địa Đại học Mỏ - Địa chất, Hà Nội Hướng dẫn sử dụng máy toàn đạc điện tử TC-605 SET -610, Hà Nội Trần Văn Quảng (2000) Trắc địa đại cương Nxb Xây dựng, Hà Nội Nguyễn Trọng San, Đào Quang Hiến, Đinh Công Hoà (2002) Giáo trình Trắc địa sở, NXB xây dựng, Hµ Néi 10 11 Ng 12 13 14 15 16 17 18 139 Trần Đức Thanh (2001) Giáo trình Đo vẽ địa hình Nhà xuất Đại học Quốc gia, Hà Nội Nguyễn Thế Thận, Nguyễn Thạc Dũng (2000) Trắc địa đồ kỹ thuật số Nhà xuất Giáo dục, Hà Nội Nguyễn Trọng Tuyển (1999) Giáo trình trắc địa Nhà xuất Nông nghiệp, Hà Nội Tổng cục Địa (1995) Ký hiệu đồ địa hình tỷ lệ 1: 500, 1: 1000, 1: 2000 1: 5000, Hà Nội Tổng cục Địa (2001), Thông tư số 273 ngày 20 tháng năm 2001 V/v hướng dẫn áp dụng hệ quy chiếu hệ toạ ®é qc gia VN - 2000, Hµ Néi Tõ ®iĨn B¸ch khoa ViƯt Nam tËp I (1995), NXB Khoa häc, kü thuËt Electronic Total Station TC-605 Electronic Field book SOKKIA, 1992 Л.C ГaЛaeBxKaЛa KapToГpaфия MocKBa, Heдра, 1979 Môc lôc Môc Nội dung Mở đầu 1.1 Đối tượngnghiên cứu trắc địa 1.2 Vai trò trắc địa kinh tế quốc dân quốc phòng 1.3 Lịch sử phát triển trắc địa Chương I Những kiến thức trắc địa 11.1 1.1.1 1.1.2 1.2 1.2.1 1.2.2 1.3 1.3.1 1.3.2 1.3.3 1.3.4 1.4 1.4.1 1.4.2 1.4.3 1.5 1.6 1.6.1 1.6.2 1.7 1.7.1 1.7.2 1.7.3 1.7.4 1.8 1.8.1 1.8.2 Các đơn vị đo dùng trắc địa Đơn vị đo dài Đơn vị đo góc Hệ quy chiếu trắc địa Hệ quy chiếu độ cao Hệ quy chiếu toạ độ Các hệ toạ độ dùng trắc địa Hệ toạ độ địa lý Hệ toạ độ vuông góc phẳng Gauss - Kruger Hệ toạ độ UTM Hệ toạ độ cực Bản đồ, bình đồ mặt cắt địa hình Bản đồ Bình đồ Mặt cắt địa hình Tỷ lệ đồ thước tỷ lệ Cách biểu diễn dáng đất địa vật lên đồ địa hình Cách biểu diễn dáng đất Cách biểu diễn địa vật Định hướng đường thẳng Góc phương vị Góc định hướng Góc phương Mối quan hệ góc định hướng góc phương Hai toán trắc địa thuận nghịch Bài toán thuận Bài toán nghịch Chương II Lý thuyÕt sai sè 2.1 2.1.1 2.1.2 2.2 2.3 Kh¸i niệm đo đạc sai số đo Khái niệm công tác đo đạc Sai số đo Tiêu chuẩn đánh giá độ xác đại lượng đo trực tiếp Phương pháp tính sai số trung phương hàm đại lượng đo gián tiếp 2.4 Xử lý kết đo độ xác 2.5 Sai số trung phương trị trung bình cộng 140 Trang 1 4 5 8 12 14 14 14 14 15 15 17 17 20 20 20 21 22 23 23 23 24 25 25 25 26 27 30 33 34 2.6 Sai sè trung phương lần đo SSTP trị trung bình cộng xác định theo số hiệu xác suất 2.7 Đo không độ xác, trọng số tính chất 2.8 Sai số trung phương trọng số đơn vị 2.9 Đánh giá độ xác kết đo không độ xác theo số hiệu chỉnh xác suất 2.10 Nguyên tắc làm tròn số Chương III: Máy kinh vĩ đo góc 3.1 3.1.1 3.1.2 3.2 3.2.1 3.2.2 3.3 3.4 3.5 3.5.1 3.5.2 3.5.3 3.6 3.7 Nguyên lý đo góc góc ®øng Nguyªn lý ®o gãc b»ng Nguyªn lý ®o gãc đứng Cấu tạo máy kinh vĩ Phân loại Cấu tạo Thao tác máy kinh vĩ Kiểm nghiệm hiệu chỉnh máy kinh vĩ Phương pháp đo góc Phương pháp đo góc đơn giản (đo cung) Phương pháp đo toàn vòng Những sai số gặp phải đo góc Phương pháp đo góc đứng Giới thiệu số máy kinh vĩ kỹ thuật Chương IV: Đo khoảng cách 4.1 4.1.1 4.2.2 4.2 4.2.1 4.2.2 4.2.3 4.2.4 4.3 4.3.1 4.3.2 Khái niệm dụng cụ đo khoảng cách Khái niệm Dụng cụ đo Đo khoảng cách trực tiếp Dụng cụ đo Định hướng đường thẳng Phương pháp đo chiều dài thước thép với độ xác trung bình Những sai số gặp phải đo chiều dài thước thép Đo khoảng cách gián tiếp Nguyên lý phương pháp quang hình Đo dài sóng điện từ Chương V: Đo độ cao 5.1 5.2 5.2.1 5.2.2 5.2.3 5.3 5.4 5.5 5.6 141 Kh¸i niệm phương pháp đo cao Đo cao hình học Máy mia thuỷ bình Kiểm nghiệm hiệu chỉnh máy thuỷ bình tự động Đo cao hình học Đo cao thuỷ chuẩn hạng IV Phương pháp đo cao hình học hạng V Những sai số gặp phải đo cao hình học Đo cao lượng giác 35 36 37 38 39 40 40 40 41 41 41 42 46 47 49 49 51 53 54 55 55 55 55 55 56 56 57 59 61 62 63 66 68 68 69 69 71 72 75 77 78 79 Chương VI: Máy toàn đạc điện tủ 6.1 6.2 6.2.1 6.2.2 6.2.3 6.2.4 6.2.5 6.3 6.3.1 6.3.2 6.3.3 6.3.4 Kh¸i niệm chung máy toàn đạc điện tử Hướng dẫn sử dụng máy toàn đạc điện tử TC - 610, TC-805 Cấu tạo Bàn phím hình Cây menu Sử dụng máy TC - 605 Ghi trút số liệu sang máy tính Máy toàn đạc SET - 610 Cấu tạo Sử dụng máy SET-610 Truyền, trút số liệu Các thông báo lỗi Chương VII: Hệ thống định vị toàn cầu GPS 7.1 7.2 7.2.1 7.2.2 7.2.3 7.3 7.3.1 7.3.2 7.4 7.5 142 Vài nét lịch sử hệ thống định vị toàn cầu GPS Nguyên lý làm việc hệ GPS Các hợp phần hệ GPS Nguyên lý xác định vị trí điểm hệ GPS Các yếu tố ảnh hưởng tới độ xác GPS ứng dụng GPS đo đạc đồ Những ưu điểm việc ứng dụng GPS đo đạc đồ Các phương pháp đo GPS Một số đề kỹ thuật đo GPS Giới thiệu cách sử dụng máy GPS GAMIN V Tài liệu tham khảo 81 81 81 81 82 83 85 87 89 89 91 100 101 103 103 104 104 105 106 108 108 109 112 112 135 ... nước đất đai Vì vậy, Trắc địa môn khoa học cần thiết trình đào tạo kỹ sư ngành Quản lý đất đai số chuyên ngành khác Giáo trình: Trắc địa sở (phần I) tập thể tác giả Bộ môn Trắc địa đồ khoa Tài nguyên... dựng quốc phòng Trắc địa công trình Nghiên cứu việc khảo sát, tham gia thiết kế, thi công công trình, quan sát độ lún, biến dạng công trình 1.2 Vai trò trắc địa đời sống xà hội Trắc địa ngành điều... khống chế trắc địa cấp làm sở cho đo vẽ lập đồ địa hình Trắc địa phổ thông Trắc địa phổ thông có nhiệm vụ nghiên cứu phương pháp đo vẽ bề mặt Trái đất vùng Kết đồ địa hình mặt cắt dùng để phục